Критерий минимума среднего информационного отклонения для различения случайных сигналов с близкими характеристиками

Автор(и)

  • Владимир Васильевич Савченко Нижегородский государственный лингвистический университет им. Н.А. Добролюбова, Russian Federation https://orcid.org/0000-0003-3045-3337

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347018090042

Ключові слова:

случайный сигнал, различение сигналов, проверка статистических гипотез, критерий максимума правдоподобия, проблема близких гипотез, теоретико-информационный подход

Анотація

Рассмотрена задача различения случайных сигналов с близкими спектрально-корреляционными характеристиками. Для ее решения предложен критерий минимума среднего значения дивергенции принимаемых гипотез относительно истинного распределения вероятностей в информационной метрике Кульбака–Лейблера. С использованием данного критерия синтезирован оптимальный алгоритм, благодаря которому достигается гарантированный выигрыш по эффективности при различении случайных сигналов близкой структуры. Рассмотрен пример его реализации в задаче автоматического распознавания речи на базовом, фонетическом уровне обработки сигналов. Получены оценки его эффективности. Теоретические оценки эффективности подтверждены результатами эксперимента. При этом применена авторская информационная система специального назначения. На основании полученных результатов даны рекомендации по практическому применению предложенного критерия в задачах статистической обработки сигналов, где возникает проблема проверки близких статистических гипотез.

Біографія автора

Владимир Васильевич Савченко, Нижегородский государственный лингвистический университет им. Н.А. Добролюбова

кафедра экономики, управления и информатики, профессор

Посилання

Колчев, А. А.; Недопекин, А. Е. “Использование модели смеси вероятностных распределений при обнаружении сигналов радиофизического зондирования,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 59, № 8, с. 44–51, 2016. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347016080057.

Скачков, В. В.; Чепкий, В. В.; Братченко, Г. Д.; Ефимчиков, А. Н. “Энтропийный подход к исследованию информационных возможностей адаптивной радиотехнической системы при внутрисистемной неопределенности,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 58, № 6, с. 3–12, 2015. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347015060011.

Продеус, А. Н.; Дидковский, В. С. “Объективное оценивание качества алгоритмов радикального шумоподавления,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 59, № 11, с. 37–46, 2016. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347016110042.

Савченко, В. В. “Повышение помехоустойчивости системы голосового управления робототехникой на основе метода фонетического декодирования слов,” Радиотехника и электроника, Т. 61, № 12, с. 1196–1201, 2016. DOI: https://doi.org/10.7868/S0033849416120238.

Савченко, В. В. “Оценка фонетического качества речи на основе теоретико-информационного подхода,” Радиотехника и электроника, Т. 63, № 1, с. 60–64, 2018. DOI: https://doi.org/10.7868/S0033849417010089.

Акимов, А. В.: Сирота, А. А. “Синтез и анализ алгоритмов распознавания цифровых сигналов в условиях деформирующих искажений и аддитивных помех,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 60, № 10, с. 592–604, 2017. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347017100041.

Неуймин, А. С.; Жук, С. Я. “Адаптивное последовательное обнаружение траектории цели с использованием решающих статистик отметок при неизвестном отношении сигнал-шум,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 59, № 8, с. 33–43, 2016. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347016080045.

Савченко, В. В. “Решение проблемы множественных сравнений в задачах автоматического распознавания сигналов на выходе тракта речевой связи,” Электросвязь, № 12, с. 22–27, 2017.

Savchenko, A. V. “Clustering and maximum likelihood search for efficient statistical classification with medium-sized databases,” Optimization Lett., Vol. 11, No. 2, p. 329-341, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/s11590-015-0948-6.

Леман, Э. Проверка статистических гипотез. М.: Наука. ГРФМЛ, 1979. 408 с.

Боровков, А. А. Математическая статистика. Санкт-Петербург: Лань, 2010. 704 с.

Левин, Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1989. 656 с.

Lehmann, E. L.; Romano, J. P. Testing Statistical Hypotheses. 3rd ed. New York: Springer, 2005. DOI: http://doi.org/10.1007/0-387-27605-X.

Рыбин, А. И.; Нижебецкая, Ю. Х. “Анализ подобия и различия образов с использованием нормального ортогонального преобразования,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 53, № 3, с. 58–64, 2010. URI: http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347010030076.

Попов, А. А. “Теорема отсчетов для сигналов пространства, построенного на обобщенной булевой алгебре с мерой,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 53, № 1, с. 31–39, 2010. URI: http://radio.kpi.ua/article/view/S002134701001005X.

Лемешко, Б. Ю.; Лемешко, С. Б.; Постовалов, С. Н. “Мощность критериев согласия при близких альтернативах.” Измерительная техника, № 2, с. 22-27, 2007. DOI: https://doi.org/10.1007/s11018-007-0036-0.

Савченко, В. В.; Савченко, А. В. “Теоретико-информационное обоснование и анализ эффективности метода фонетического кодирования-декодирования в задаче автоматического распознавания речи,” Радиотехника и электроника, Т. 61, № 4, с. 373, 2016. DOI: https://doi.org/10.7868/S0033849416040112.

Жук, С. Я.; Ковалев, В. И. “Алгоритм совместной фильтрации речевого сигнала и оценки ошибки синхронизации в двухканальной измерительной системе,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 43, № 6, с. 36–44, 2000. URI: http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347000060078.

Savchenko, A. V. “Sequential three-way decisions in efficient classification of piecewise stationary speech signals,” Int. Joint Conf. Rough Sets, Vol. 10314, p. 264-277, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-60840-2_19.

Kullback, S. Information Theory and Statistics. New York: Dover Publications, 1997. 399 p.

Савченко, В. В. “Принцип минимакса энтропии в задачах статистической классификации,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 33, № 12, с. 35–39, 1990.

Zhou, D.; Platt, J. C.; Basu, S.; Mao, Yi. “Learning from the Wisdom of crowds by minimax entropy,” Proc. of 25th Int. Conf. on Neural Information Processing Systems, 3-6 Dec. 2012, Lake Tahoe, Nevada, USA. Vol. 2, p. 2195-2203.

Марпл, С.Л.-мл. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 584 с.

Былинкин, А. А.; Конов, С. Л. “Способ распознавания случайных сигналов по форме спектра,” Вопросы защиты информации, № 2, с. 30–36, 2017. URI: https://elibrary.ru/item.asp?id=29207442.

Конев, А. А.; Мещеряков, Р. В.; Ходашинский, И. А. “Распознавание гласных звуков по информации о первой и второй гармонике,” в сб.: Шестой междисциплинарный семинар «Анализ разговорной русской речи» (АР3-2012). Составитель: А. Л. Ронжин. С.-Пб.: Изд-во СПГУ, 2012, с. 35.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-10-01

Як цитувати

Савченко, В. В. (2018). Критерий минимума среднего информационного отклонения для различения случайных сигналов с близкими характеристиками. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 61(9), 536–548. https://doi.org/10.20535/S0021347018090042

Номер

Том 61 № 9 (2018)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.